【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理测量，特别是指基于两个三棱镜的折射率测量方法和测量装置。
技术介绍
1、目前国内高校大多数实验教材上使用的测玻璃折射率的方法多为分光计最小偏向角法。光通过三棱镜时，在三棱镜的两个界面上发生偏折，出射光线相对于入射光线发生偏折的角度叫偏向角，偏向角的大小随入射角改变而变化，有一个最小值，最小偏向角只出现在出射光线与入射光线相对棱镜对称的情况，通过测定最小偏向角，可以测定棱镜材料的折射率。
2、公开号为cn216978823u公开了一种三棱镜折射率测量装置。包括：第一横杆、支架、第二横杆、第三横杆、光源、三棱镜、工作台、望远镜、l形支架、角度传感器、转动轴、套管、单片机、显示器、电源，第一横杆、第二横杆、第三横杆左端固定在支架上，套管的下端固定在第一横杆右端的上面，转动轴的三分之二插入套管内部，角度传感器固定在第二横杆右端的下面，角度传感器的转轴下端和转动轴上端焊接在一起，l形支架的左端焊接在转动轴上端的侧面上，望远镜固定在l形支架的上端，工作台固定在第三横杆的上面，光源固定在工作台的左端，三棱镜放置在工作台中央，三棱镜、望远镜的中心在同一水平面上。
3、通过上述折射率测量装置能够对三棱镜的折射率进行测量，其测量精度高，但在测量过程中直接使用望远镜对激光进行观察，容易导致视觉疲劳，对视力损伤较大，并且直接读取激光偏转角度容易出现读数不准确的情况，增加测量误差。
技术实现思路
1、本专利技术提出基于两个三棱镜的折射率测量方法和测量装置，解决了现有
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、基于两个三棱镜干涉的折射率测量方法，包括激光源、平面镜、材质相同的三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ，激光源、平面镜、三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ均位于同一高度，保证激光源射出的激光能够照射到平面镜、三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ上，保证三棱镜折射率测量过程的顺利进行，还包括以下步骤：
4、s1，初始化过程，打开激光源，使激光源产生的激光与三棱镜ⅰ的入射面、三棱镜ⅱ的入射面重合，平面镜与三棱镜ⅱ的出射面平行，记录激光源的初始位置；
5、s2，粗调过程，转动激光源，使激光在三棱镜ⅰ的入射面上进行反射和折射；转动三棱镜ⅱ和平面镜，三棱镜ⅱ和平面镜的转动方向与激光源的转动方向相反，激光源的转动角度为三棱镜ⅱ和平面镜的转动角度的一半，经过三棱镜ⅰ入射面反射后的激光在三棱镜ⅱ的入射面进行折射，激光经过三棱镜ⅱ折射后在平面镜上反射；激光在三棱镜ⅰ的入射面上反射后到达三棱镜ⅱ的入射面上，通过由于激光源转动角度为三棱镜ⅱ的转动角度的一半，使激光在三棱镜ⅰ上的入射角等于激光在三棱镜ⅱ上的入射角；
6、s3，细调过程，调整激光源、三棱镜ⅱ和平面镜的转动角度，使三棱镜ⅰ出射面的激光出射方向和平面镜的激光反射方向平行，记录激光源转动后的位置；
7、s4，计算激光源转动后位置与初始位置之间的夹角，得出三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ的最小偏向角，通过三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ的最小偏向角计算得到三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ的折射率。三棱镜ⅰ出射面的激光出射方向和平面镜的激光反射方向平行时，激光在三棱镜ⅰ上的入射角和激光在三棱镜ⅰ上的出射角相等，此时可通过激光在三棱镜ⅰ上入射角计算得到三棱镜ⅰ的最小偏向角，激光源转动后位置与初始位置之间的夹角即为激光在三棱镜ⅰ上的入射角，然后通过最小偏向角计算得到三棱镜ⅰ的折射率。
8、在s2中，在三棱镜ⅰ出射面的激光出射方向和平面镜的激光反射方向设置凸透镜和承接屏，凸透镜和承接屏平行布置，凸透镜和承接屏的间距等于凸透镜的焦距；三棱镜ⅰ的出射面激光和平面镜的反射激光经过凸透镜后在承接屏上显示出两个光斑，调整激光源和三棱镜ⅱ的转动角度，使两个光斑重合。
9、在s3中，将凸透镜撤除，并在凸透镜的位置设置干涉组件，当激光经过干涉组件在承接屏上产生干涉现象时，三棱镜ⅰ的出射面激光出射方向和平面镜的激光反射方向平行。通过干涉组件能够确定两路激光是否完全平行，提高测量精度。
10、一种基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，包括底座，底座上设有固定架，固定架上可拆卸设有三棱镜ⅰ；底座上转动连接有第一转动架和第二转动架，第一转动架上设有激光源，第二转动架上设有平面镜，第二转动架上可拆卸设有三棱镜ⅱ，三棱镜ⅱ的出射面与平面镜平行布置；三棱镜ⅰ的入射面与第一转动架的转动中心重合。
11、所述第一转动架包括一体连接的激光源支撑部和转动连接部，转动连接部与底座转动连接，激光源设置在激光源支撑部上。所述激光源为激光器，激光器能够发出激光，同时激光源支撑部能够使激光器保持水平，进而使激光器发出的激光保持水平。
12、所述转动连接部上设有两个相对布置的弧形卡块，底座为圆盘结构，弧形卡块与圆盘结构的边沿卡接配合；圆盘结构的边沿处设有角度刻度线。通过弧形卡块与角度刻度线的对应位置，可以快速确定激光源在测量过程中的初始位置和转动后的位置，并能够快速得出激光源的转动角度，进而便于进行三棱镜折射率的计算。
13、所述转动连接部上设有连接孔，连接孔与圆盘结构的中心位置对应，连接孔内穿设有与底座连接的转轴。第一转动架绕连接孔的中心进行转动，且三棱镜ⅰ入射面的中间位置与第一转动架的转动中心重合，使激光源转动后激光始终能够照射到三棱镜ⅰ的入射面上，保证折射率测量的顺利进行。
14、所述底座上设有支撑架，第二转动架转动设置在支撑架上，第二转动架为l型板，平面镜设置在l型板竖向部分的内侧，三棱镜ⅱ放置在l型板的横向部分，三棱镜ⅱ的出射面与l型板的竖向部分平行。第一转动架位于支撑架的下方，第二转动架位于支撑架的上侧，避免第一转动架和第二转动架之间产生干涉；平面镜与l型板的竖向部分连接，保证在第二转动架转动过程中平面镜的稳定性。
15、所述l型板的的下侧设有安装轴ⅱ，安装轴ⅱ与支撑架转动连接，三棱镜ⅱ的入射面与安装轴ⅱ的转动中心重合。安装轴ⅱ的转动中心与三棱镜ⅱ入射面靠近三棱镜ⅰ的一侧位置对应，使激光源和三棱镜ⅱ转动后，三棱镜ⅰ入射面上反射的激光能够照射到三棱镜ⅱ的入射面上，保证折射率测量的顺利进行。
16、所述转动连接部上设有安装轴ⅰ，安装轴ⅰ上设有齿轮ⅰ，安装轴ⅱ上设有齿轮ⅱ，齿轮ⅰ与齿轮ⅱ啮合，齿轮ⅰ与齿轮ⅱ的传动比为1:2。激光源进行转动时能够通过齿轮ⅰ和齿轮ⅱ的啮合带动第二转动架进行转动，并且激光源转动的角度为三棱镜ⅱ转动角度的二分之一，进而保证三棱镜ⅰ和三棱镜ⅱ的入射面上激光的入射角始终保持相等，便于进行后续的计算，简化计算过程。
17、本专利技术产生的有益效果是：本专利技术采用了一种新的测量折射率的方法，其核心原理虽然仍是找出最小偏向角，但在测量方法上实现了创新：利用两个三棱镜，以及入射光线和出射光线之间的角度关系，将找最小偏向角转化为判断两光线是否平行；当两路激光光线平行时，可以直接得出激光在三棱镜入射面的的入射角度，进而得出三棱镜的最小偏向角，并由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，包括激光源（4）、平面镜（61）、材质相同的三棱镜Ⅰ（7）和三棱镜Ⅱ（8），还包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，在S2中，在三棱镜Ⅰ（7）出射面的激光出射方向和平面镜（61）的激光反射方向设置凸透镜（9）和承接屏（10），凸透镜（9）和承接屏（10）平行布置，凸透镜（9）和承接屏（10）的间距等于凸透镜（9）的焦距；三棱镜Ⅰ（7）的出射面激光和平面镜（61）的反射激光经过凸透镜（9）后在承接屏（10）上显示出两个光斑，调整激光源（4）和三棱镜Ⅱ（8）的转动角度，使两个光斑重合。
3.根据权利要求2所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，在S3中，将凸透镜（9）撤除，并在凸透镜（9）的位置设置干涉组件，当激光经过干涉组件在承接屏（10）上产生干涉现象时，三棱镜Ⅰ（7）的出射面激光出射方向和平面镜（61）的激光反射方向平行。
4.一种如权利要求1~3任一项所述基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，包括底座（1），底座（1）
5.根据权利要求4所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，第一转动架（2）包括一体连接的激光源支撑部（21）和转动连接部（22），转动连接部（22）与底座（1）转动连接，激光源（4）设置在激光源支撑部（21）上。
6.根据权利要求5所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，转动连接部（22）上设有两个相对布置的弧形卡块（221），底座（1）为圆盘结构，弧形卡块（221）与圆盘结构的边沿卡接配合；圆盘结构的边沿处设有角度刻度线。
7.根据权利要求6所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，转动连接部（22）上设有连接孔（223），连接孔（223）与圆盘结构的中心位置对应，连接孔（223）内穿设有与底座（1）连接的转轴。
8.根据权利要求5~7任一项所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，底座（1）上设有支撑架（3），第二转动架（6）转动设置在支撑架（3）上，第二转动架（6）为L型板，平面镜（61）设置在L型板竖向部分的内侧，三棱镜Ⅱ（8）放置在L型板的横向部分，三棱镜Ⅱ（8）的出射面与L型板的竖向部分平行。
9.根据权利要求8所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，L型板的的下侧设有安装轴Ⅱ（62），安装轴Ⅱ（62）与支撑架（3）转动连接，三棱镜Ⅱ（8）的入射面与安装轴Ⅱ（62）的转动中心重合。
10.根据权利要求9所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，转动连接部（22）上设有安装轴Ⅰ（222），安装轴Ⅰ（222）上设有齿轮Ⅰ（224），安装轴Ⅱ（62）上设有齿轮Ⅱ（63），齿轮Ⅰ（224）与齿轮Ⅱ（63）啮合，齿轮Ⅰ（224）与齿轮Ⅱ（63）的传动比为1:2。
...【技术特征摘要】
1.基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，包括激光源（4）、平面镜（61）、材质相同的三棱镜ⅰ（7）和三棱镜ⅱ（8），还包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，在s2中，在三棱镜ⅰ（7）出射面的激光出射方向和平面镜（61）的激光反射方向设置凸透镜（9）和承接屏（10），凸透镜（9）和承接屏（10）平行布置，凸透镜（9）和承接屏（10）的间距等于凸透镜（9）的焦距；三棱镜ⅰ（7）的出射面激光和平面镜（61）的反射激光经过凸透镜（9）后在承接屏（10）上显示出两个光斑，调整激光源（4）和三棱镜ⅱ（8）的转动角度，使两个光斑重合。
3.根据权利要求2所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法，其特征在于，在s3中，将凸透镜（9）撤除，并在凸透镜（9）的位置设置干涉组件，当激光经过干涉组件在承接屏（10）上产生干涉现象时，三棱镜ⅰ（7）的出射面激光出射方向和平面镜（61）的激光反射方向平行。
4.一种如权利要求1~3任一项所述基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，包括底座（1），底座（1）上设有固定架（5），固定架（5）上可拆卸设有三棱镜ⅰ（7）；底座（1）上转动连接有第一转动架（2）和第二转动架（6），第一转动架（2）上设有激光源（4），第二转动架（6）上设有平面镜（61），第二转动架（6）上可拆卸设有三棱镜ⅱ（8），三棱镜ⅱ（8）的出射面与平面镜（61）平行布置；三棱镜ⅰ（7）的入射面与第一转动架（2）的转动中心重合。
5.根据权利要求4所述的基于两个三棱镜的折射率测量方法使用的测量装置，其特征在于，第一转动架（2）包括一体连接的激光源...
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